對角線關係是元素周期表中一種元素的性質與位於它右下方另一種元素的性質相似。這種關係在輕元素之間尤為明顯。某些輕元素及其化合物的性質與本族其他元素及其化合物的性質有明顯的不同，而某些性質卻與右下方元素及其化合物相似，如鋰與鎂、鈹與鋁等。
對角線關係,表現形式,
對角線關係
鋰和鎂的相似性①在氧中燃燒生成氧化物，而其他鹼金屬則生成過氧化物、超氧化物；②能直接與氮作用,生成氮化物Li3N、Mg3N2,而其他鹼金屬則不與氮直接反應；③氟化物、碳酸鹽、磷酸鹽難溶於水，而其他鹼金屬的相應鹽則易溶於水；④含水氯化物受熱發生水解；⑤烷基化物具有共價性，易溶於有機溶劑，而烷基鈉是離子型化合物。
鈹和鋁的相似性①電極電勢相近，鈹為－1.85伏，鋁為－1.66伏，而鈹的同族元素鎂為－2.363伏;②在冷濃硝酸中鈍化,而鎂與硝酸作用；③氫氧化物顯兩性,而氫氧化鎂是鹼性物；④無水氯化物易氣化，易溶於有機溶劑，而熔融氯化鎂等能導電。
硼和矽的相似性①硼的電負性為2.04，矽為1.90，二者相近；硼和矽的密度分別為 2.35（298k）和2.336(293k)克/厘米，也相近；②硼和矽的氫化物在常溫下是氣體;③氧化物的水合物是酸；④氯化物完全水解,而氯化鋁僅部分水解。
表現形式
目前認為對角線關係與這些元素的離子勢或電負性相近有關。離子勢φ=Z/r(Z是化合價，r是離子半徑)： Li=17Be=64B=150
Na=10Mg=31Al=60
電負性： C=2.55N=3.04O=3.44F=3.98
Si=1.90P=2.19S=2.58Cl=3.16
對角線關係還表現在:周期表中從第2周期的硼到第5周期的碘之間的對角線右上角是非金屬元素區,左方為金屬元素區。地球化學中以對角線關係來解釋某些元素的共生，如輝鉬礦MoS2中含有錸Re。
